塔里木盆地古城地区鹰山组白云岩稀土元素地球化学特征及成因

白云岩成因一直是地质学研究的热点领域。塔里木盆地塔东低隆起古城低凸起中—下奥陶统鹰山组发育厚层白云岩。为研究这些白云岩的成因,在岩心、薄片观测基础上,按照晶体粒度大小将白云岩分为泥晶白云岩、粉晶白云岩、细晶白云岩、中晶白云岩、粗晶白云岩,并对各类白云岩及缝洞充填物进行了稀土元素地球化学特征的研究。结果表明,各类白云岩及缝洞充填物稀土元素NASC配分模式分为6种类型：δCe弱正异常δEu正异常型、δCe负异常δEu强正异常型、δCe强负异常型、微右倾型、微左倾型和平坦型。分析上述6种白云岩及缝洞充填物的成因为：前2种类型形成于两期热液或不同演化阶段的同一期热液环境;第3种类型形成于蒸发泵模式;第4和第5种形成于两种性质不同的埋藏白云化流体;第6种则由渗透回流作用形成。古城地区鹰山组白云岩的成因非常复杂,成因模式多样,包括蒸发泵模式、渗透回流模式、埋藏白云化模式、热液白云化模式4种。     

应力驱动与油气运移势场的剖面研究

油气的生成运移和聚集是石油地质过程的主要组成部分,油气藏的形成是一个漫长的地质历史过程。本文以构造应力场是油气运移和聚集的主要驱动力为观点,对塔里木盆地北部地区的典型储油构造型式进行了剖面上运移势场的模拟计算,结果表明应力场低值区与运移场低值区相对应,并且运移势场低值区与油气藏对应很好。      

中国周降雨量与相关海域周平均海面水温

应用旋转主成分分析和复变量莫莱特小波变换分析了1982～1995年中国境内实测周降雨量和1982～1994年美国环境预报中心周平均海面水温资料,研究其时空变化特征及其相互关系。结果表明:海面水温乃至降雨量的周年变化,主要源于太阳直射点在南北回归线之间的往复运动和海面云雾覆盖量及其相关联的季风周年变化;依降雨量的周年变化可将中国自然地分为12个降水区,从海气相互作用的角度来看其年际变化主要取决于太阳辐射强度、有效日照率和亚洲夏季风的年际变化;厄尔尼诺只对黄河河套北部和两广降水区年降雨量有较大影响;西太平洋暖池以东海面水温的年际变化仅对黄河河套北部年降雨量有一定影响。     

A Study of Near- and Super-Critical Fluids Using Diamond Anvil Cell and in-Situ FT-IR Spectroscopy

The phase relation and solution structure of water and NaCl aqueous solution have been observed and examined by using the hydrothermal diamond anvil cell (HDAC) at elevated temperatures and pressures and the in situ FT-IR spectroscopy. The temperature of observations ranges from 25 to 850° C and the pressure up to 10 or 30 kb. At first, we observed the phase transition process from halite+liquid+vapour (H+L+V) to L+H, then to L (or supercritical fluid, SCF), and another path: H+L+V? L+V? L (or SCF) in heating process. By means of the visual microscope, the authors found that in the L+V immiscibility field L+V exhibits an ordered structure, i.e. a large visual cluster of solvent around ions. The liquid phase is manifested by vapour bubbles. When phase transitions are observed, the authors examined their infrared spectra by using the FT-IR microscopy simultaneously. In the case of the phase transition from liquid (L) to liquid + vapor (L+V) immisciblity field of NaCl solutions, a sudden change (strong frequency shift) of infrared spectra of the aqueous solution is observed near the critical temperature of water as the temperature is raised from 25 to 650° C. The frequency of the maximum intensity of OH symmetric and asymmetric vibration varies with respect to temperature. The sharp peak of the OH stretching vibration of the maximum intensity appears in an interval from 300 to 400° C. It is indicated that the hydrogen bonding network is weakened and broken at last near the critical point of water, which causes the aqueous solution to become more associated. Besides, a pressure indicator (a mineral or compound) was introduced to the HDAC.     

基于半变异函数的重庆市地表温度空间异质性建模及多尺度特征分析

城市地表温度空间异质性的研究对理解城市地表温度空间结构有重要意义。本文利用大气校正法反演地表温度,基于半变异函数构建城市地表温度空间异质性模型,并进一步分析不同空间尺度下地表温度空间异质性结构参数的变化规律。以2013年6月16日的Landsat 8为数据源,以重庆为研究区开展实验,研究结果表明：① 不同空间尺度下重庆地表温度空间异质性均呈现指数模型分布特征;② 在30 m空间尺度下,地表温度空间异质性主要是由空间结构引起,但随机因素引起的空间变异占比为0.45,呈现出明显的块金效应,表明该尺度下随机因素引起的空间变异不可忽略;③ 从空间尺度（30~1500 m）整体变化上看,地表温度空间异质性主要由空间结构引起,同时表现出明显的尺度效应;随着空间尺度增大,块金值（C₀）、偏基台值（C）、基台值（C₀+C）以及块基比（C₀/（C₀+C））逐渐减小,表明地表温度空间异质性逐渐减弱但空间自相关性逐渐增强。变程（A）逐渐增大,表示空间自相关性范围逐渐扩大;④ 随机因素引起的空间变异占比为0.23~0.46,呈现出波动变化,这是因为地表温度在像元内部也存在空间异质性。空间结构引起的空间变异相对平缓,这是因为空间尺度的变化不会改变地形结构;⑤ 从尺度域来看,基台值与块金值在尺度域（690 m,1500 m）内呈现出较大幅度波动变化状态,且变化趋势相似,表明地表温度空间异质性的变化与随机因素有较大关联。综上所述,分析地表温度空间结构需要选取合适的空间尺度,尺度较小时,容易受到随机因素干扰,从而影响地表温度在空间结构上的空间变异性;尺度较大时,地表温度空间异质性较弱且变化不稳定。     

Research on auto-classification method of remote sensing images in mountainous areas—An application in Southwest of China

In mountainous areas, it is the undulant terrain, various types of geomorphic and land use that make the remote sensing images great metamorphism. Moreover, due to the elevation, there are many areas covered with shadow, clouds and snow that make the images more inaccurate. As a result, it would be very difficult to carry out auto-classification of RS images in these areas. The study took Southwest China as the case study area and the TM images, SPOT images as the basic information sources assisted by the auxiliary data of DEM, NDVI, topographical maps and soil maps to preprocess the images. After preprocessing by topographic correction and wiping off clouds, snow and shadows, all the image data were stacked together to form the images to be classified. Then, the research used segmentation technology and hierarchical method to extract the main types of land use in the area automatically. The results indicated that the qualitative accuracies of all types of land use extracted in Southwest China were above 90 percent, and the quantitative accuracies was above 86 percent. The goal of reducing workloads had been realized. Supported by the National Public Welfare Project on Environmental Protection (2007KYYW21), the Program of National Science and Technology research( 2006BAC01A01-05).     

潜式与离岸式人工岬头护滩作用和水交换特征比较

潜式人工岬头和离岸式人工岬头是两种改良式人工岬头,与传统人工岬头相比,它们对岸滩的保护效果稍弱,但能改善岬湾内的水交换。以北戴河西海滩养滩工程为研究对象,采用数值模拟的方法,对潜式岬头和离岸式岬头的护滩效果和改善水交换效果进行研究比较。首先建立岸线演变模型和物质输运模型,对工程后的岸线演变及水交换情况进行模拟。岸线演变的模拟结果表明,潜式岬头和离岸式岬头的护滩效果均较好,但潜式岬头后的岸线形状相比离岸式岬头后更为平滑。同时讨论海滩的侵蚀和淤积特性对潜式岬头和离岸式岬头的影响以及潮汐条件对冲淡时间的影响。与传统岬头相比,潜式岬头和离岸式岬头可以很好地减少岬后冲淡时间以及改善岬湾内水交换,而护滩效果只是稍有减弱。因此,潜式岬头和离岸式岬头都是改善岬湾水交换的有效工程措施。     

Mechanical and Acoustic Emission Characteristics of Coal at Temperature Impact

Natural Resources Research - Coal and rock mass constitute a type of porous medium. This study investigated the influence of temperature impact on the mechanical properties and acoustic emission...     

基于无人机观测的太原夏季PM2.5垂直分布特征及成因分析

利用无人机搭载气象及环境监测设备于2020年7月29—31日在太原进行飞行试验,对不同高度层颗粒物和气象要素进行观测,得到PM_(2.5)三维分布及其随时间的变化特征,并通过气象要素、天气形势和后向轨迹分析得到污染累积和消散成因以及外地传输作用影响。结果表明:PM_(2.5)浓度的垂直分布差异显著,下午大部分时次满足"下高上低"规律,上午边界层垂直混合和颗粒物吸湿增长可能导致"下低上高"的情况;逆温层对大气垂直混合有明显抑制作用;29日为污染物积累过程,30日和31日白天均为消散过程;副热带高压带来的小风、高湿环境是29日颗粒物逐渐累积的原因,30日槽前对流发展和较大的风速有利于颗粒物浓度下降,31日相对湿度较低、对流发展旺盛使PM_(2.5)浓度快速下降;试验期间气流主要来自东南方向,太原市PM_(2.5)本地积累占主导地位,外地传输更多来自于本省晋中、长治等邻近城市。     

临界区流体与矿物和岩石在地球内部极端条件下的反应

极端条件下水热化学反应是一个新的科学问题。借助于高温超高压原位直接测量方法、各种谱学方法和同步辐射光源技术研究地球内部流体物质相互作用,可以获得反应过程的产物的分子-原子尺度信息,这些信息可以提供认识极端条件下水和矿物(岩石)反应动力学的新实验途径。地球内部的流体性质随所处高温高压条件发生变化。水的密度、介电常数等物理参数随温度压力变化而改变,在临界态会出现突变。水的性质的剧变会影响水与岩石(矿物)相互作用。文中报道了在极端条件下(20～435℃和23～35MPa)实验测量矿物(钠长石、辉石、石英和阳起石等)和岩石(玄武岩、正长岩)在水溶液里的溶解反应速率的研究结果,发现矿物里各种不同类型金属离子与水反应的速率不同,随温度变化而改变。在升温过程中,进入临界态时,矿物(岩石)与水反应出现一次反应速率的涨落。在恒压升温过程中(临界压力,或略高于临界压力),硅酸盐矿物溶解速率会逐步升高,如硅近临界区(300℃)抵达最大值,然后随升温溶解反应速率减低。地球内部的流体由深处上升到浅处,会从超临界区域进入近临界的气与液的两相不混溶区域。含金属流体里的金属会在气相与液相分离时出现再分配。实验表明:金属Au、Cu、Sn、W、Zn会进入气相,气体可以迁移金属。事实说明:地球内部流体结构和性质从深到浅在不断变化,在跨越临界区时的水的性质异常变化会导致水与矿物(岩石)反应动力学涨落,并且促使金属在临界区出现沉淀和在气液相分离过程中进行再分配及迁移。